土木工程测量学-课件-绪论

2、地面点的高程：分为绝对高程和相对高程两种。 、地面点的高程：分为绝对高程和相对高程两种。 （1）绝对高程：点到大地水准面的铅垂距离，称为绝 ）绝对高程：点到大地水准面的铅垂距离， 对高程。 表示， 对高程。用H表示，今后提到的高程一般指绝对高 表示 程。 地面点到任一高程基准面的铅垂距离， （2）相对高程 ：地面点到任一高程基准面的铅垂距离， ） 称为相对高程。 称为相对高程。 （3）我国的高程基准：称为“1985年国家高程基准”， ）我国的高程基准：称为“ 年国家高程基准” 年国家高程基准 即根据青岛验潮站1952年—1979年搜集的统计资 即根据青岛验潮站 年 年搜集的统计资 料计算出的平均海水面作为高程零点， 料计算出的平均海水面作为高程零点，由此测得青 岛水准原点高程为72.260米，称为 岛水准原点高程为 米 称为1985年国家高 年国家高 程基准 。
1.2地面点位的确 地面点位的确 定
地球的形状和大小： 一、 地球的形状和大小： （1）地球表面高低起伏变化很大。地球表面 ）地球表面高低起伏变化很大。 最高的山峰是珠穆朗玛峰， 最高的山峰是珠穆朗玛峰，海拔高度是 8844.43米，最低的海沟是马里亚纳海沟，海 米 最低的海沟是马里亚纳海沟， 拔高度是-11022米。 拔高度是 米 （2）地球表面海洋占 ）地球表面海洋占71%，陆地占 ，陆地占29% 公里。 （3）地球的半径是 ）地球的半径是6371公里。在测量精度要 公里 求不高的情况下， 求不高的情况下，可以近似地把地球当作圆 球
1.4测绘工作的基 测绘工作的基 本原则
一、测量工作的基本内容 ：
高差测量、水平角测量、 高差测量、水平角测量、水平距离测量是 测量工作的三项基本内容。 测量工作的三项基本内容。又称为量工作的基本原则 ：
1、从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低 、从整体到局部，先控制后碎部， 级。 2、前一步测量工作未作检核，绝不进行下一步 、前一步测量工作未作检核， 测量工作。 测量工作。
5、独立的平面直角坐标系 、 当测区范围较小，且测量结果不与国家、 当测区范围较小，且测量结果不与国家、 地区控制网对应， 地区控制网对应，可采用独立的平面直角坐 标系，规定x轴为纵轴 指向北， 轴为横轴 轴为纵轴， 轴为横轴， 标系，规定 轴为纵轴，指向北，y轴为横轴， 为了使整个测区各个点的坐标不出现负值， 为了使整个测区各个点的坐标不出现负值， 通常把原点选在测区的西南角。 通常把原点选在测区的西南角。
一、对水平距离的影响 ：
当距离为10km时，用水平面代替水准面所 时 当距离为 产生的距离误差为0.82cm，相对误差为 产生的距离误差为 ， 1：220000，误差可以忽略不计。因此，在半径 ： ，误差可以忽略不计。因此， 的范围内进行距离测量工作时， 为10km的范围内进行距离测量工作时，用水平 的范围内进行距离测量工作时 面代替水准面所产生的误差可以忽略不计。 面代替水准面所产生的误差可以忽略不计。
本章应掌握的问 题
1、测量学的概念、研究对象及分类； 测量学的概念、研究对象及分类； 大地水准面的概念及有关说明； 2、大地水准面的概念及有关说明； 确定地面点位有哪两点要素？ 3、确定地面点位有哪两点要素？ 绝对高程的概念； 4、绝对高程的概念； 1985年国家高程基准的概念 年国家高程基准的概念； 5、1985年国家高程基准的概念； 高斯平面直角坐标系的建立过程； 6、高斯平面直角坐标系的建立过程； 用水平面代替水准面对水平距离、 7、用水平面代替水准面对水平距离、高程和 水平角测量的影响； 水平角测量的影响； 测绘工作有哪些基本原则？ 8、测绘工作有哪些基本原则？ 测量学有哪些基本测量工作？ 9、测量学有哪些基本测量工作？ 10、测定和测设的概念。 10、测定和测设的概念。
（3）大地水准面的有关说明： ）大地水准面的有关说明： a大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。 大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。 大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面 b大地水准面上处处与铅垂线方向垂直。 大地水准面上处处与铅垂线方向垂直。 大地水准面上处处与铅垂线方向垂直 c大地水准面所包围的球体可以代表整个地球形 大地水准面所包围的球体可以代表整个地球形 状。 d大地水准面是测量学的基准面，铅垂线是测量 大地水准面是测量学的基准面， 大地水准面是测量学的基准面 学的基准线。 学的基准线。 （4）水平面：与水准面相切的平面称为水平面。 ）水平面：与水准面相切的平面称为水平面。
三、测定和测设的概念 ：
1、测定：把地面上原有的点、建筑物的平 、测定：把地面上原有的点、 面位置和高程在地形图上标定出来， 面位置和高程在地形图上标定出来，这一过 程称为测定。 程称为测定。 2、测设：把地形图上设计好的点、建筑物 、测设：把地形图上设计好的点、 的平面位置和高程在地面上标定出来， 的平面位置和高程在地面上标定出来，这一 过程称为测设。 过程称为测设。
工程测量的主要任务： 三、 工程测量的主要任务： （1）工程控制网的建立 ） （2）地形测绘 ） （3）施工放样 ） （4）设备安装 ） （5）竣工测量 ） （6）变形观测 ）
本门课程的要求： 四、 本门课程的要求： （1）掌握测量学的基本理论 ） （2）掌握常用测量仪器的使用方法 ） （3）学习并掌握施工放线的能力。 ）学习并掌握施工放线的能力。
3、地面点的平面位置 、 （1）地理坐标：即经度和纬度。 ）地理坐标：即经度和纬度。 （2）高斯平面直角坐标系。 ）高斯平面直角坐标系。 3）独立坐标系。 （3）独立坐标系。
4、高斯平面直角坐标系 、 建立高斯平面坐标系的步骤： 建立高斯平面坐标系的步骤： 度或3度分一带 带或120带。 （1）分带：沿赤道一圈每隔 度或 度分一带，共分 带或 ）分带：沿赤道一圈每隔6度或 度分一带，共分60带或 带 （2）投影： ）投影： 中央子午线：每一带最中间的那根子午线，称为该带的中央子午线。 中央子午线：每一带最中间的那根子午线，称为该带的中央子午线。 用一个大圆柱去套地球，要求大圆柱要和中央子午线相切， 用一个大圆柱去套地球，要求大圆柱要和中央子午线相切，假设 在地心放一个点光源，把地球表面的每一带投影到圆柱面上。投影后， 在地心放一个点光源，把地球表面的每一带投影到圆柱面上。投影后， 再把圆柱面展开铺平，中央子午线作为坐标纵轴即x， 再把圆柱面展开铺平，中央子午线作为坐标纵轴即 ，赤道作为横轴即 y轴，交点为坐标原点 。为了使地面上的点位和坐标建立起一一对应 轴 交点为坐标原点O。 关系，规定在横坐标值即y值前面加上带号 值前面加上带号。 关系，规定在横坐标值即 值前面加上带号。 我国的高斯平面坐标系：我国处在北半球即赤道以北，所以x 注：我国的高斯平面坐标系：我国处在北半球即赤道以北，所以 坐标均为正值， 坐标有正有付， 坐标均为正值， 坐标均为正值，但y坐标有正有付，为了使 坐标均为正值，规定 轴向 坐标有正有付 为了使y坐标均为正值 规定x轴向 西平移500公里。 公里。 西平移 公里
大地水准面的概念： 二、大地水准面的概念：
（1）水准面：处处与重力方向垂直的连续曲面 ）水准面： 称为水准面。 称为水准面。 重力： 重力：地球吸引力与地球自转产生的离心力 这两个力的合力称为重力。 这两个力的合力称为重力。 （2）大地水准面：我们设想把平均静止的海水 ）大地水准面： 面向陆地延伸而形成的封闭曲面， 面向陆地延伸而形成的封闭曲面，称为大地 水准面。 水准面。
绪论
1.1土木工程测量 土木工程测量 学的任务
测量学的概念： 一、 测量学的概念： 测量学是研究如何测量地球或地球局部区 域的形状并把测量结果用数据或图形表示出来 的科学。 的科学。 测量学研究的对象是地球 地球。 测量学研究的对象是地球。
二、 测量学的分类： 测量学的分类： 按照测量的对象和任务不同，测量学主要分为以下几种： 按照测量的对象和任务不同，测量学主要分为以下几种： （1）大地测量学：主要是建立国家级大范围的控制网 ）大地测量学：主要是建立国家级大范围的控制网. （2）普通测量学：主要是建立小范围的控制网，在小地区 ）普通测量学：主要是建立小范围的控制网， 内进行一些测量可以不考虑地球曲率的影响。 内进行一些测量可以不考虑地球曲率的影响。 （3）工程测量学 ） （4）摄影测量学：利用摄影来进行测图，主要研究对象是 ）摄影测量学：利用摄影来进行测图， 利用各种仪器所获得的图像信息， 利用各种仪器所获得的图像信息，经过室内分析及处理投摄 的影像转换成正投影图。 的影像转换成正投影图。 （5）海洋测量学：属于水下测量，其测量方法和手段和陆 ）海洋测量学：属于水下测量， 地截然不同。 地截然不同。 （6）地图制图学：是研究各种地图的制作理论、工艺技术 ）地图制图学：是研究各种地图的制作理论、 和应用的学科。 和应用的学科。
确定地面点位的方法： 三、确定地面点位的方法：
1、确定地面点位的要素： 、确定地面点位的要素： a点到大地水准面的铅垂距离，即绝对高程。 点到大地水准面的铅垂距离， 点到大地水准面的铅垂距离 即绝对高程。 b点在大地水准面上的投影位置 即坐标。 点在大地水准面上的投影位置,即坐标。 点在大地水准面上的投影位置 即坐标
二、对水平角的影响 ：
对于面积为100km2范围内的多边形，用水 范围内的多边形， 对于面积为 范围内的多边形 平面代替水准面时，在一般测量工作中， 平面代替水准面时，在一般测量工作中，对角 度的影响可以忽略不计。 度的影响可以忽略不计。
三、对高程的影响 ：
进行高程测量中， 进行高程测量中，即使在很短的距离内也 必须考虑地球曲率的影响。 必须考虑地球曲率的影响。
1.3用水平面代替 用水平面代替 水准面的限度
在实际测量中， 在实际测量中，往往用水平面代替 水准面，这样可以简化计算， 水准面，这样可以简化计算，也可大大 减少测量的外业工作。 减少测量的外业工作。但这样做必然会 产生一些误差。 产生一些误差。 下面探讨用水平面代替水准面对水 平距离、水平角和高程的影响。 平距离、水平角和高程的影响。